SBR中采用SND工艺处理高氨氮废水的研究汪苹

中国水污染防治技术装备论文集ocll。以沁“ro六声”分011侧目昭认厄.州l州翻C翻廿川介曲。目闷口.日匆iu脚1..t0204年第十一期sBR中采用SDN工艺处理高氨氮废水的研究汪苹’,王斌’,梁刘艳2l(.北京工商大学化学与环挽工程学院,2.北京桑德环保集团》摘要:在SBR反应器中驯化能同时进行硝化/反硝化(sN)D的高效脱氮污泥,该污泥适应性强,能耐CN/、N护、进水TNK浓度冲击变化。当用于垃圾填埋场渗滤液脱氮处理,进水为TKN24伽gL/.0B氏934口g/L和C以叱3877gmL/时,洲介N,NT和C呱,的去除率分别达到93.83%、82.32%和96.9界:相应TNK和C呱r的去除容积负荷达到0.169kgTNK/矿·d和3.22Ik邪0氏/.,·d.在强化驯化后,可进一步降低垃圾填埋场渗滤液进水C/N比,并进一步提高处理效率。当用于香兰素工艺废水处理时,对进水TNK达到694mgL/,C呱lr/N:l.9,C呱r和阳f一N去除率仍可达到70%以上。关锐词:SNO:垃圾琪埋场:渗滤液;香兰素工艺废水月lJ言脱氮是近年来废水处理研究中的重要课题,其研究已趋向在高氨氮浓度、低CN/比废水应用研究方向发展。而同时硝化/反硝化(SimultaneousNitrifieationandDenitrifieation一SND)具有不可比拟的优越性;可减少反应器设备,过程中酸碱互补可降低PH调节的需要,可接受较低的C/N比而节省碳源补充费用等,因此受到空前的重视`’一,,.本研究采用SBR反应器,在好氧段实现SND工艺,强化污泥驯化,使污泥达到对多种高氨氮废水的良好耐受性和高活性,所达到的去除率和反应器容积负荷均要明显高于文献介绍值`一’o,。1实验方法1.1实验用水实验用模拟氨氮废水制备:(l)人工模拟氨氮废水储备液:每升水含NH门Cl1169,KH:PO;109(相当于N/P二12.44),NaHC氏1009,其它还有少盆钙和镁盐等,使用时根据所需浓度稀释。.(2)碳源有机废水:用509玉米面加l升开水冲稀而成,测得清液中CO氏r二33608mgL/,OBD,二20000mg/L,BOD扩CO氏r=0.595。(3)实验用水为模拟氨氮废水和玉米水根据不同比例混合,配成不同的碳氮比.2实验装工SBR反应器尺寸:直径D二120mm,有效高H二450mln,壁厚d巧丽,总有效容积为4L。底部设微孔嗯气钦板。汪苹等:SBR中采用NsD工艺处理高氮氮度水的研究排气钦板/排水口排泥品/进气品}}}}}、、\、、「``:::::「3...{{{{{::::匕匕匕罗勺」」图1sBR反应器装,示愈图1.3污泥驯化采用某城市废水处理厂活性污泥作菌种,以粪便水并外加NH;lC进行低CN/比驯化(co氏20m0gL/,NH;`一N100mgL/)。在发现污泥沉降比25%,PH卜降明显后,逐步替代为玉米水和人工模拟氨氮废水的混合液(驯化期间不再使用粪便水).每日SBR运行一次,oo保持在Zmg/L以上,pH8.0运行。一个月后,出水NH.`一N浓度达到2.smg/L,硝化率9%7,硝化段驯化结束。考虑到对工业废水的适应性和鸽脱氮效率,在SBR运行操作中保留缺氧段,选择的工序为:进水2L一缺氧搅拌h3一曝气h8一沉淀hl一排水2L。反硝化污泥驯化采取进水CO压3r00mg/L,缺氧段oo0.smgL/,p6H.5一7.5,这样运行4周以后,发现好氧段缺氧段均产生无数小气泡,且缺氧段溶液PH上升0.4左右,因此认为SBR的全部驯化结束.2实验结果2.1第二缺氛段的设立驯化期间每当反应器运行周期结束停曝静沉时,发现仍不断有小气泡产生,影响污泥沉淀。我们认为是继续发生反硝化的缘故,因此考虑在曝气段后添加第二段缺氧段。第二缺氧段反应时间的选择在O~2.h5之间。试验结果见表l所示。数据显示:增加1.5~2.sh第二缺氧段可以提高约1胜的NT脱除率,反应时间确定为1.h5。裹1第二缺妞段不同揽拌时间时的出水`单位:雌L/时间(h)’NH.’一NN认一NN认、NNO一NTNn.N。卜N94.77%97.38%97.66%97.76%以下同。7.51%14.3吟17.17%18.1叽60,口q口Oé内匕6民」.…Rō,`st了Q曰OJ一XàOU一boq幼,J,Jǎ吕,且,玉.…,JQU一01匕OJ一X一口éǎ从U46624830no,g,.`..二R一Rù8000一匕ù台,JOó.二68.…八01卜g月怪q甘nù一”ù0ǎ11ù一匕OU10d..…ù匕q`弓`,`l1.52.5注:*表中数据为3周期实验的平均值,所有含氮化合物的浓度均以N计.**以。NH,J一N和“俐分别表示洲.’一N和TN的去除率·以Tl司·2.2合适的进水CN/比值汪苹等:SBR中来用S肋工艺处理高氛氮度水的研究进一步提高TN脱除率的试验是选择合适的进水C/N比,因此在固定进水.H’一N二IOm7创L,N/卜12.44的基础上,逐步提高C创氏,的进水浓度:300、400、500、600、700、800、900.9/L,并保持对应B0氏c/0氏r月.595。实验结果见表2。衰2进水co氏不同时的处理结果单位:.盯L进水出水C以氏.NH一NN氏一NN认一NN压一N几阳;一NC侧氏,几-妞比S14.0020.804.650.961.672.716.064.755.6781.4867.4942.5129.2313.0711.398.2086.1368.4544.1831.9419.1316.1413.8788.6370.3546.5836.1427.7330.1434.6797.6服98.2器97.7麟96.07%91.96%86.9践80.5战17.1件一34.25%一56.47%一66.2器一74.09%21.1771.83%32.5867.5昨一96.9795.932560268026703170309031203170内U000ùU自匕O曰4几`舀匕..…2..几,`左.口U00000000000000,口月,.匕门01矛.QéQó注:*本表中数据为3周期实验的平均值由表2可知,随着进水0C公一r的增加,脱氮率提高很快,当co压:为70OgnI几时,脱氮率达到最高值74.0叽:此时NH;一N的硝化率也很高,`近92%:而且coor的去除率也达到97%,因此认为此进水CN/比控制是合适的,即co氏./N二700/107=6.54,相当于B0氏/N=3.89.2.3SNO的跟踪试验裹3不同时间的出水情况单位:。盯L时间(h)N认一NN认一NCO公67.14-089927一1791686520872446一19乃`l,`ù0.,41匕通.内O印`ù匕1Q舟工七一匕ō01.口通.几J勺dg曰,J,曰,曰ù2月,O曰,二,JO曰肉匕15026745一9285402658.…OU一b透.,J3080一0060223800644060一585720一4238302727242219一181几,`,曰第一缺权段20一06呱一N0.190.060.020.020.250.238.34358,6.08293.4.69260.3.47249.8.176.0810574.1151.3146.4248.8642.3540.`7265.1542.90698265824764一99.4.7.711..…月了口口d.内0tj9.641515一105580一70:q口,曰..玉,.月2956071892,s4一29.0L..22·LL4657591011段气呀13.5n一(%)82.9993.8772.72注:*为第二缺氧段和沉淀之后的排水时间。**反应O点浓度并非进水浓度,而是混合液反应初始浓度。.*.去除率是相对于进水浓度的。为了能明确验证反应器是以SND工艺运行,反应期间各种含氮化合物组分变化的跟踪试汪苹等:SBR中来用SND工艺处理高氛氮度水的研究验被设计进行。SBR实验周期:进水L2一缺氧搅拌h3一曝气h8~缺氧搅拌1.h5一沉淀h1一排水ZL.进水水质:HN一N二IOm7盯L,co氏二70m0gL/,其他同2.2节。第一缺氧段和曝气段每隔一小时取样一次,然后排水时取样一次.测定数据:NH;’一N、N认一N、N氏一N、CO氏,.实验结果见表3、图2和图3.从表3可以计算得到第一缺氧段NT脱除量为67.14一62.27=4.87m盯L;曝气段脱除t62.27一35.24“27.03mg/L;第二缺氧段TN脱除里35.24一29.19二6.05mg/L。因此好氧段反硝化不仅存在,而且超过两个缺氧段的降低值之和,是本反应器的脱氮重点,占总脱氮里的:27.03/(67.14一29.29)二74.23%。由于好氧段C呱,迅速降低不排除存在生化降解反应,期间CODr,从249.ZmgL/降低到65.15mg/L.生化反应用于细胞合成部分需耗氮素。以cocD,:N二100:5计算,则需消耗氮素:(249.2一65一5)xs/一00月.Zmg/L(大约占好氧段NT去除量的一/3)。有文献指出l`”:好氧反硝化菌同时又是异养硝化菌,因此好氧段CO肠,的去除量中有可能存在是作为异养硝化过程的碳源。综合考虑这些因素后,好氧段TN脱除量27.03mgL/中好氧反硝化过程是真正存在的。把图2和图3对应比较,不论在缺氧段还是好氧段NT的下降趋势和CO压,的下降趋势荃本一致。在呼气好氧段的前3个小时中,CO氏.和NT都有一个骤然下降,到呼气h3后,下降均趋于平缓。并发现在随后曝气段N0,一N含量却有所上升。由.T曝气h3后,CO压r降到slmgL/,BOD,己极低,我们认为正是碳源不足影响了SND中反硝化的进一步进行.因此认为本研究SND过程中的反硝化类似传统缺氧反硝化,也是一种异养反硝化.2.4进一步提高进水N伟翎负荷逐步提高进水阳;’一N浓度,并保持CO公.r/阳.`一N比值6.54不变,以保证反硝化过程所需碳源,其他试验条件如2.3节.实验结果列于表4,实验证实:当进水阳一N负荷提高到32Omg/L与进水IO7mgL/的运行相比,表现在曝气段pH的变化值减小l个单位左右,即SND作用使吸气段PH更稳定.因此可以推测好氧反硝化过程也是产生碱的过程,或者可以说好氧反硝化的历程与缺氧反硝化历程相似。so厂NH;`一N70印5040一\的日302010002468101214时间(h)圈2反应.期内沮合液含氮化合物浓度变化汪苹千:SBR中未用S时D工艺处理高氛氮度水的研究户U门钊月UnU内UnUǎUóUǎU八Ul勺八Ul台0.匕n甘口合乙ó内0nl曰,.,山11曰奋`00U山一一一一一一一一Les一__上一_一一一一一一一一一`2468101214圈3裹4时间(h)反应周期间混合液coo浓度变化不同帕伟一进水浓度的处理效果单位:.盯L进水出水NH一’一NCO氏,阳.`一NN认一NN氏一NNot’一N翎CO介rMLSS几洲卜N78612313596.97.96..9797%988033476835859000.86..9588...899396...888888.91n甘,`耳or`ù勺n`,dn汽ùnùd.4547505155巧127516犯2667跳6722....53...455256.38414028.68.8155129295562726014742.19..2424.20...36...423625384878807429593735089999...181714.8.11.23.37..2928.2570083198111121243137415051766189720934.775.327.2112.2714.5715.1810.2812.428.1010.43375038003820385038804000430047405010510073.6969.9872.1776.3876.0475.1175.3680,2976.3274.6240602020c60o00806080.81416191419.811